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伽利略比萨斜塔实验是真的吗?伽利略比萨斜塔实验证明了什么

时间:2018-12-23 栏目:情感

  伽利略比萨斜塔实验真的吗?伽利略比萨斜塔实验证明了什么

  伽利略没在比萨斜塔上做“两个铁球”实验

伽利略比萨斜塔实验是真的吗?伽利略比萨斜塔实验证明了什么

  几十年来,由小学语文课文《两个铁球同时着地》,我们记住了伽利略,知道他为驳倒亚里士多德的经典理论,做了著名的“比萨斜塔铁球实验”。但这个“比萨斜塔铁球实验”,其实并不存在。

伽利略比萨斜塔实验是真的吗?伽利略比萨斜塔实验证明了什么

  “比萨斜塔铁球实验”的故事,民国时期由国外传入,近几十年被写入小学语文教材

  在人教版小学语文教材中,《两个铁球同时着地》出现在四年级下册,其文章核心内容大致谓,当时“研究科学的人都信奉亚里士多德,把这位两千多年前的希腊哲学家的话当作不容许更改的真理”——亚里士多德认为,物体下落速度和其重量成正比。但是伽利略对此表示怀疑,他“那时候才25岁,已经当了数学教授……宣布要在比萨城的斜塔上做一次公开试验。”“……伽利略在斜塔顶上出现了。他右手拿着一个10磅重的铁球,左手拿着一个1磅重的铁球。两个铁球同时脱手,从空中落下来。一会儿,斜塔周围的人都忍不住惊讶地呼喊起来,因为大家看见两个铁球同时着地了,正跟伽利略说的一个样”。

  这个故事流传已久,不同图书中的细节各有不同。1935年商务印书馆出版了外国人布赖安特(W·W·Bryant)所著《伽利略传》。此书说法是:“……最著名成功事,即在著名批萨斜塔所行之事。依亚里士多德学说,落体之速度与其重成正比例;故百磅重之物降落较一磅重者快百倍。伽利略否定此说,只因空气之阻力,随物体之大小与形状而改变,其实二物之降落率相等。斜塔之栏杆为试验此说极便利之机会。伽利略作此实验,其结果重者比轻者约快二吋。奇哉!许多反对彼者仍以亚里士多德为胜,以重者降落较快于轻者,伽利略讽刺彼等以二吋亚里士多德之九十九码,盖此数即照亚里士多德假设重者至地应快之数。”

  2012年,在中国人编写的一本名为《伽利略:自然科学之父》的书中说:“……伽利略进入公共广场,满怀兴奋,不时停下来,用他那双漂亮的眼睛注视三幢出类超群的建筑物……比萨斜塔底下站着一大群学生,高声谈笑,好像是来看赛鸡表演似的,而不是参加一个庄严的科学实验示范。当然,校长和一些年长资深的教授,怕贬低身份,并没有来参观。伽利略从人群中瞥见几位教授,有些带着一种藐视的神情,有些似乎是感到厌烦,也有修士在内。然而,出乎他们意外的是,这两个质量不相等的铁球同时落地。”

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  现有资料无法证明伽利略做过“比萨斜塔铁球实验”

  伽利略为反驳亚里士多德,做的是一个没有实际操作的“思想实验”

  以上三则材料内容上有所不同,但都肯定伽利略确实做过“比萨斜塔实验”。然而,近现代研究者们翻遍当时的各种档案,也没有找到任何相关记述。如果这个实验确如《两个铁球同时着地》所说,曾引起很大轰动的话,不可能一点记录都不留下。1909年,德国学者沃尔维尔(E·W0hlwill)率先表示质疑,“伽利略从未在比萨时的著作中写过这件事,在后来的著作中也未提到”。1935年,美国学者库珀(Lane Cooper)在《亚里士多德、伽利略和比萨斜塔》一书中更大量举证,证明伽利略没有做过“比萨斜塔实验”。①

  随着研究不断深入,科学史学者基本证实,当初伽利略在反驳亚里士多德“物体下落速度和其重量成正比”这一观点时,使用的是“思想实验”,即通过计算和推演,证明结论。在晚年著作《关于两门新科学的对话》中,伽利略描述了“实验”的推演过程:按照亚里士多德的理论,大石头下落速度大于小石头,那假设“如果一块大石头具有速度8,而一块较小的石头具有速度4,那么当它们合在一起时,系统将以比8为低的速度运动;而当把他们绑在一起时,就变成一块比以前以8的速度运动的石头还要大的石头。所以重的物体比较轻的物体以较低速度运动”。②意即按照亚里士多德的理论,将大小两块石头绑在一起时,会产生两种自相矛盾的结论,表明该理论不能成立。

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